第五章 1国家平面控制网的建立

第五章大地测量基本技术

与方法

——国家平面控制网的建立

——大地测量仪器及精密角度测量——导线测量成果预处理

——国家高程控制网的建立

——精密水准仪精及密水准测量——重力测量（天文测量简介）——大地测量数据处理的数学模型上一讲应掌握的内容

1、平面子午线收敛角公式

过某点的子午线与坐标纵轴正向之

间的夹角

上一讲应掌握的内容

2、方向改化公式

“曲改直”

大地线描写形曲线与其弦线之间的夹角，叫方向改化。

上一讲应掌握的内容

4、高斯投影坐标的邻带换算

高斯投影的换带计算一般采用高斯投影反正算法。

即把点的旧带平面坐标x旧，y旧经高斯投影反算得椭球面坐标B，L，再将B，L经高斯投影正算得该点在新带的坐标x新，y新。具体做法为：

①x旧，y旧经投影反算得B，l旧

②L=L0旧+l旧

③l新=L-L0新

④B，l新经投影正算得x新，y新

这里L0旧，L0新分别表示旧带和新带中央子午线经度。

这种换带方法也适用于任意中央子午线的换带。

已知高斯投影6°带坐标系的坐标，如何求该点在3°带坐标系中的坐标？

椭球面元素化算到高斯投影面的内

容（总结）

椭球面元素化算到高斯投影面的内

容

第五章Ⅰ国家平面控制网的

建立

——建立平面大地控制网的方法——建立国家平面大地控制网的基本原则

——国家平面大地控制网的布设方案

——利用现代测量技术建立国家大地测量控制网

——国家平面大地控制网的布设一、建立国家平面大地控制网的方

法

（一）常规大地测量法

1.三角测量法

1)网形

•三角测量的优点是：图形简单，结构强，几何条件多，便于检核，网的精度较高。•不足之处是：在平原地区或隐蔽地区易受障碍物的影响，布设困难，增加了建标费用；推算而得的边长精度不均匀，距起始边越远边长精度越低。

1.三角测量法

1)网形

2)坐标计算原理:正弦定理

3)三角网的元素:

①起算元素：已知的坐标、边长和已知的方位角，也称起算数据。

②观测元素：三角网中观测的所有方向(或角度)。

③推算元素：由起算元素和观测元素的平差值推算的三角网中其他边长、坐标方位角和各点的坐标。

2.导线测量法

导线测量的优点：故布设灵活，在隐蔽地区容易克服地形障碍；导线测量只要求相邻两点通视，故可降低觇标高度，造标费用少，且便于组织观测；网内边长直接测量，边长精度均匀。

导线测量的缺点：导线结构简单，没有三角网那样多的检核条件，有时不易发现观测中的粗差，可靠性不高。

导线网

3.三边测量及边角同测法

边角网

（二）天文测量法

•天文测量法是在地面点上架设仪器，通过观测天体(主要是恒星)并记录观测瞬间的时刻，来确定地面点的地理位置，即天文经度、天文纬度和该点至另一点的天文方位

角。

•优点：各点彼此独立观测，也勿需点间通视，测量误差不会积累。•缺点：精度不高，受天气影响大。•用途：在每隔一定距离的三角点上观测天文来推求大地方位角，控制水平角观测误差积累对推算方位角的影响。

（三）现代定位新技术简介

1、GPS测量

•全球定位系统是由一系列卫星组成的，它们全天候地提供高精度的世界范围的定位和导航信息。准确地说，它是由2 4颗沿距地球20000多公里高度的轨道运行的GPS卫星组成，不停地发送回精确的时间和它们的位置信息。GPS接收器同时收收4～

12颗卫星的信号，从而判断地面上或接近地面的物体的位置，还有它们的移动速度和方向等。

•GPS接收机利用GPS卫星发送的信号得知某时刻卫星在太空中的位置，并根据无线电波传送的时间信息来计算GPS接收机与它们间的距离，然后GPS接收机就可以用三角学原理算出自己的位置。

GPS控制网

（三）现代定位新技术简介

2.甚长基线干涉测量系统(VLBI)

甚长基线干涉测量系统是在甚长基线的两端(相距几千公里)，用射电望远镜，接收银河系或银河系以外的类星体发出的无线电辐射信号，通过信号对比，根据干涉原理，直

接测定基线长度和方向的一种空间技术。

长度的相对精度可优于10-6，对测定射电源的空间位置，可达0.001″，由于其定位的精度高，可在研究地球的极移、地球自转速率的短周期变化、地球固体潮、大地板块运动的相对速率和方向中得到广泛的应用。

（三）现代定位新技术简介

3.惯性测量系统(INS)

惯性测量是利用惯性力学基本原理，在相距较远的两点之间，对装有惯性测量系统的运动载体(汽车或直升飞机)从一个已知点到另一个待定点的加速度，分别沿三个正交的坐标轴方向进行两次积分，从而求定其运动载体在三个坐标轴方向的坐标增量，进而求出待定点的位置，它属于相对定位，其相对精度为(1~2)·10-5，测定的平

面位置中误差为±25cm左右。

优点主要是：完全自主式，点间也不要求通视；全天候，只取决于汽车能否开动、飞机能否飞行。

缺点主要是：相对测量，精度不高。二、建立国家平面大地控制网的基

本原则

•大地控制网应分级布设、逐级控制

三角（导线）网：一等锁，二、三、四等网

GPS网：A、B、C、D、E五级；

A级为我国最高精度的坐标框架，B

级相当一等

•大地控制网应有足够的精度

首级图根点相对于起算三角点的点位

误差，图上不超过±0.1mm；相邻国家三角点的点位误差小于1/3×0.1Nmm •大地控制网应有一定的密度